Вычисление стандартной энтальпии образования вещества

Вычисление стандартной энтальпии образования бензола

Задача 2.
Вычислите стандартную энтальпию образования бензола С₆Н₆(ж), если энтальпии сгорания водорода, углерода и бензола равны соответственно (кДж/моль): -285,84: -393,51; -3267,70.
Решение:
Запишем уравнение реакции, тепловой эффект которой необходимо определить. Образование бензола из простых веществ можно представить следующим термохимическим уравнением:

6С(т) + 3Н₂(г) = С₆Н₆(ж), ∆H⁰обр[С₆Н₆(ж)] = х кДж/моль.

Для определения энтальпии образования бензола составим цикл Гесса, используя данные задачи:

Н₂(г) + 1/2О₂(г) = Н₂О(ж), ∆H⁰(1)   = -285,84 кДж/моль; (1)
С(т) + О₂(г) = СО₂(г), ∆H⁰(2) = -393,51 кДж/моль; (2)
С₆Н₆(ж) + 15/2О₂(г) = 6СО₂(г) + 3Н₂О(ж), ∆H⁰(3) =
= -3267,70 кДж/моль. (3)

Чтобы получить искомое уравнение образования бензола из простых веществ, достаточно сложить в цикле Гесса уравнения (1) и (2), умножив их на соответствующие коэффициенты 3 и 6, и вычесть из них уравнение (3):

3Н₂(г) + 3/2О₂(г) + 6С(т) + 6О₂(г) - С₆Н₆(ж) -15/2О₂(г) =
= 3Н₂О(ж) + 6СО₂(г) - 6СО₂(г) - 3Н₂О(ж).

Сократим однородные члены и перенесем -С₆Н₆(ж) в правую часть равенства с противоположным знаком. Получим искомое уравнение:

6С(т) + 3Н₂(г) = С₆Н₆(ж).

Аналогичные действия проделаем с тепловыми эффектами:

∆H⁰обр[С6Н6(ж)] = 3∆H⁰(1) + 6∆H⁰(2) –  ∆H⁰(3),

∆H⁰обр[С₆Н₆(ж)] =
= 3·(-285,84) кДж/моль + 6·(-393,51) кДж/моль –
- (-3267,70) кДж/моль =
= (-857,52 -2361,06 + 3267,70) кДж/моль =
= 49,12 кДж/моль.

Ответ: ∆H⁰обр[С₆Н₆(ж)] = 49,12 кДж/моль.
 

Термохимическое уравнение образования газообразного озона

Задача 3. 
Стандартная энтальпия образования газообразного озона равна 142,3 кДж/моль. Укажите, в какой из перечисленных ниже реакций тепловой эффект ∆H⁰обр будет соответствовать стандартной энтальпии образования О₃(г): 
а) 3О(г) = О₃(г); 
б) 1,5О₂(г) = О₃(г); 
в) О₂(ж) + О(г) = О₃(г); 
г) 2О₂(г) = О(г) + О₃(г).
Напишите термохимическое уравнение этого процесса.
Решение:
По определению, ∆H⁰ показывает тепловой эффект реакции образования 1 моль вещества О₃(г) прямым синтезом из простых веществ, устойчивых при 298К и давлении 101кПа.
Случай а) не подходит под данное определение, т.к. атомарный кислород О(г) не является устойчивой формой существования простого вещества кислорода. Случай б) соответствует реакции химического процесса образования озона из кислорода. Случай в) не отвечает требованию стандартных условий, т.к. при 298К и давлении 101 кПа кислород не может находиться в жидком состоянии. Случай г) не подходит под данное определение, т.к. не соответствует реакции синтеза. Таким образом, требованиям определения соответствует только реакция б). Термохимическое уравнение будет выглядеть следующим образом:

О₂(г) + 1/2О₂(г) = О₃(г); ∆H⁰обр[О₃(г)] =
= 142,3 кДж/моль.

Ответ: условиям задачи соответствует уравнение б);
∆H⁰обр[О₃(г)] = 142,3 кДж/моль.